雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算

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1、雨水管渠的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）教學(xué)要求：1、熟練掌握雨水設(shè)計(jì)流量的確定方法；2、了解截流制合流式排水管渠的設(shè)計(jì)；3、掌握管道平面圖和縱剖面圖的繪制。（二）教學(xué)內(nèi)容：1、雨量分析及暴雨強(qiáng)度公式；2、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算；3、雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算；4、雨水徑流調(diào)節(jié)；5、排洪溝設(shè)計(jì)與計(jì)算；6、合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算。（三）重點(diǎn)：雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算、合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算。第一節(jié)雨量分析及暴雨強(qiáng)度公式一、雨量分析1.降雨量降雨量指單位地面面積上在一定時(shí)間內(nèi)降雨的雨水體積、，其計(jì)量單位為（體積/時(shí)間）/面積。由于體積除以面積等于長(zhǎng)度，所以降雨量的單位又可以采用

2、長(zhǎng)度/時(shí)間。這時(shí)降雨量又稱為單位時(shí)間內(nèi)的降雨深度。常用的降雨景統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)景單位有:年平均降雨量：指多年觀測(cè)的各年降雨量的平均值，計(jì)量單位用mm/a；月平均降雨量：指多年觀測(cè)的各月降雨量的平均值，計(jì)量單位用mm/月；最大日降雨量：指多年觀測(cè)的各年中降雨量最大的一日的降雨量，計(jì)量単位用mm/d。1.雨量的數(shù)據(jù)整理自記雨量計(jì)所記錄的數(shù)據(jù)一般是每場(chǎng)雨的累積降雨量(mm)和降雨時(shí)間(min)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以降雨時(shí)間為橫坐標(biāo)和以累計(jì)降雨量為縱坐標(biāo)繪制的曲線稱為降雨量累積曲線。降雨量累積曲線上某一點(diǎn)的斜率即為該時(shí)間的降雨瞬時(shí)強(qiáng)度。將降雨量在該時(shí)間

3、段內(nèi)的增量除以該時(shí)間段長(zhǎng)度，可以得到描述單位時(shí)間內(nèi)的累積降雨量，即該段降雨歷時(shí)的平均降雨強(qiáng)度。2.降雨歷時(shí)和暴雨強(qiáng)度在降雨量累積曲線上取某一時(shí)間段t,稱為降雨歷吋。如果該降雨歷時(shí)覆蓋了降雨的雨峰時(shí)間，則上面計(jì)算的數(shù)值即為對(duì)應(yīng)于該降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度，降雨歷時(shí)區(qū)間取得越寬，計(jì)算得出的暴雨強(qiáng)度就越小。暴雨強(qiáng)度用符號(hào)i表示，常用單位為mm/min，也可為mm/h。設(shè)單位時(shí)間t內(nèi)的平均降雨深度為H，則其關(guān)系為：i?H(9-1)t在工程上，暴雨強(qiáng)度亦常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨量q表示，單位用(L/s)/hm2。采用以上計(jì)量單位時(shí)，由于lmm/

4、min=l(L/m2)/min=10000(L/min)/hm2,可得i和q之間的換算關(guān)系為:q?10000i?167i(9-2)60式中q—降雨強(qiáng)度，(L/s)/hm2；i一降雨強(qiáng)度，mm/min。就雨水管渠設(shè)計(jì)而言，有意義的是找出降雨量最大的那個(gè)時(shí)段內(nèi)的降雨量。因此，暴雨強(qiáng)度的數(shù)值與所取的連續(xù)時(shí)間段t的跨度和位置有關(guān)。在城市暴雨強(qiáng)度公式推求中，經(jīng)常采用的降雨歷時(shí)為5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min等9個(gè)歷時(shí)數(shù)值，特大城市可以用到180min。1.暴雨強(qiáng)度頻率對(duì)

5、應(yīng)于特定降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度的出現(xiàn)次數(shù)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，可以通過長(zhǎng)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算某個(gè)特定的降雨歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)頻率，簡(jiǎn)稱暴雨強(qiáng)度頻率。2.暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期工程上常用比較容易理解的“重現(xiàn)期”來等效地替代較為抽象的頻率概念。重現(xiàn)期的定義是指在多次的觀測(cè)中，事件數(shù)據(jù)值大于等于某個(gè)設(shè)定值重復(fù)出現(xiàn)的平均間隔年數(shù)，單位為年(a)。重現(xiàn)期與經(jīng)驗(yàn)頻率之間的關(guān)系可直接按定義由下式表示：p?l(9-6)pn二、暴雨強(qiáng)度曲線與暴雨強(qiáng)度公式1.暴雨強(qiáng)度曲線2.暴雨強(qiáng)度公式《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，我國(guó)采用的暴雨強(qiáng)度公式的形式為:q?167Al(l?

6、clgp)(9-9)n(t?b)式中q—設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，(L/s)/hm2；p—設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，a;t一降雨歷時(shí)，min。，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算確定。Al,c,b,n—地方參數(shù)(待定參數(shù))當(dāng)b?0時(shí)，q?當(dāng)n?l時(shí)，q?三、降雨面積和匯水面積167Al(l?clgp)(9-10)tnl67Al(l?clgp)(9-11)t?b降雨妞積是指每一場(chǎng)降雨所籠罩的地血血積。匯水謝積是指雨水管渠所匯集和排除雨水的地面面積，用F表示，常以公頃hm2或平方公里km2為單位。第二節(jié)雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定一、雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式雨水管渠的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：

7、Q??qF(9-12)式中Q—雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；?一徑流系數(shù)，徑流量和降雨量的比值，其值小于1;F一匯水面積，hm2；q—設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（L/s?hm2）o假定：（1）暴雨強(qiáng)度在匯水面積上的分布是均勻的；（2）單位時(shí)間徑流妞積的增長(zhǎng)為常數(shù)；（3）匯水妞積內(nèi)地妞坡度均勻；（4）:地妞不透水，？?1。二、雨水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算在圖9-6屮，I、II、III、IV為相毗鄰的四個(gè)街區(qū)。設(shè)匯水面積FI=FII=FIII=FIV,雨水從各塊面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)分別流入雨水口所需的集水時(shí)間均為t（min）。1?2、2?3、3?4、4?5分別為設(shè)計(jì)管段，試

8、確定各設(shè)計(jì)管段的雨水流量。從圖9-6可知，四個(gè)街區(qū)的地形均為北高南低，道路是西髙東低，雨水管道沿道路屮心線敷設(shè)，道路斷面呈拱形為屮間高，兩側(cè)低。降雨時(shí)，降落在地面上的雨水順著地形坡度流到道路兩側(cè)的邊溝中，道路邊溝的坡度和